DE102009021774A1 - Method and device for the identification of correlations between alarm messages or between alarms and operator actions - Google Patents

Method and device for the identification of correlations between alarm messages or between alarms and operator actions

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DE102009021774A1
DE102009021774A1 DE200910021774 DE102009021774A DE102009021774A1 DE 102009021774 A1 DE102009021774 A1 DE 102009021774A1 DE 200910021774 DE200910021774 DE 200910021774 DE 102009021774 A DE102009021774 A DE 102009021774A DE 102009021774 A1 DE102009021774 A1 DE 102009021774A1
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Hans-Werner Dipl.-Math. Borchers
Martin Dr. Hollender
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine zur Durchführung geeignete Einrichtung zur Identifikation von Korrelationen zwischen Alarmmeldungen eines Alarmsystems einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses und/oder Korrelationen zwischen solchen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen, unter Einsatz einer Datenverarbeitungseinrichtung, die Zugriff auf Alarmmeldungen und Bedieneingriffe betreffende aufgezeichnete historische Daten hat. The invention relates to a method and an apparatus suitable for carrying means for the identification of correlations between alarm messages of an alarm system of a technical plant or a technical process and / or correlations between such alarm messages and control procedures, using a data processing device, access to alarms and operator actions in question has recorded historical data. Dabei werden mittels der Datenverarbeitungseinrichtung unter Anwendung von Methoden der Warenkorbanalyse in definierten Intervallen liegende historische Daten als Warenkorb behandelt sowie analysiert und/oder mittels der Datenverarbeitungseinrichtung, die Zugriff auf Alarmmeldungen und Bedieneingriffe betreffende aufgezeichnete historische Daten hat, aus Korrelationen zwischen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen Qualitätskennzahlen aus dem Verhältnis der jeweiligen Bedieneingriffe vor und nach dem Auftreten der jeweiligen Alarmmeldungen gebildet. While lying in defined intervals historical data by the data processing means using techniques of basket analysis treated as a cart and analyzed and / or by means of the data processing device that provides access to alarms and operator actions has concerned recorded historical data from correlations between alarm messages and operator actions quality indicators from the ratio of the respective operator actions before and formed after the occurrence of the respective alarms.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Identifikation von Korrelationen zwischen Alarmmeldungen eines Alarmsystems einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses und/oder Korrelationen zwischen solchen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen. The invention relates to a method and apparatus for the identification of correlations between alarm messages of an alarm system of a technical plant or a technical process and / or correlations between such alarm messages and operating procedures.
  • Alarmsysteme sind wesentliche Einrichtungen von Überwachungssystemen oder Leitsystemen technischer Anlagen, wie beispielsweise Kraftwerksanlagen oder Produktionsanlagen, und sie sind wichtiges Hilfsmittel für das Betriebspersonal, um Anlagen- oder Prozesszustände, die einen unmittelbaren Eingriff erfordern, zu erkennen. Alarm systems are essential facilities of monitoring systems or control systems of technical facilities such as power plants or production facilities, and they are an important tool for the operating personnel to identify installation or process conditions that require immediate intervention. Die Arbeitsweise der Alarmsysteme zur Ermittlung und Anzeige von Anlagen- oder Prozesszuständen wird durch Alarmmeldungen bestimmt, also beispielsweise durch – im Rahmen einer Alarmkonfiguration – festgelegte Grenzwerte von Prozessvariablen. The operation of the alarm systems for determining and displaying of the plant or process states is determined by alarm messages, so for example, - as part of an alarm configuration - established limits of process variables. Diese Alarmmeldungen werden den Bedienern der Anlagen in verschiedenster Weise zur Verfügung gestellt. These alarms are provided to the operators of the facilities in verschiedenster manner.
  • Da sowohl einzelne Komponenten als auch Teilsysteme eines Leitsystems dafür eingerichtet sind Alarme zu generieren, also eine große Anzahl von Alarmen auftreten kann, müssen Alarmsysteme so gestaltet werden, dass sie wirkungsvoll arbeiten. Since both individual components and subsystems of a control system are adapted to generate alarms, so a large number of alarms occur, alarm systems must be designed so that they work effectively. Sie sollen Betriebspersonal auf gefährliche Situationen aufmerksam machen und Schritte zur Vermeidung oder Behebung von Gefahrensituationen vorschlagen. They should make operators aware of dangerous situations and propose steps to prevent or counteract dangerous situations. Mittels solcher Schritte soll der jeweilige Prozess in den Normalbetrieb zurückgeführt werden. By means of such steps, the respective process is to be returned to normal operation. Wenn während schwieriger Situationen zu viele Alarme generiert werden, wird das Betriebspersonal möglicherweise verwirrt, und tatsächlich wichtige Alarme können in der Alarmflut unerkannt oder unbeachtet bleiben. If you generate too many alerts during difficult situations, the operating personnel may confused, and actually important alarms can go undetected or ignored in the alarm flood. Dieser Sachverhalt ist seit langem bekannt, sowie auch vielfältige Bemühungen zur Optimierung von Alarmsystemen. This fact has long been known, as well as a variety of efforts to optimize alarm systems.
  • So sind beispielsweise kommerzielle Alarmanalyse-Pakete bekannt, um durch Analyse aufgezeichneter historischer Daten KPIs (Key Performance Indicators) zu generieren, die helfen können, Alarmsysteme zu optimieren. For example, commercial alarm analysis packages are known to generate through analysis of recorded historical data KPIs (key performance indicators) that can help optimize alarm systems. Mit Hilfe solcher Analysen können beispielsweise aus historischen Aufzeichnungen häufigste Alarme ermittelt werden, sowie flatternde Alarme, die häufig in sehr kurzen Zeitintervallen auftreten, oder auch einfache Korrelationen, wobei gezählt wird, wie häufig zwei Alarme in kurzen Intervallen zusammen auftreten. With the help of such analyzes frequent alarms can for example be determined from historical records and fluttering alarms that often occur at very short time intervals, or even simple correlations being counted how frequently occur two alarms at short intervals along.
  • Wenn Alarmsysteme eingerichtet oder überarbeitet werden, erfolgt die Konfiguration meistens manuell und ausgehend von Prozesskenntnissen und einfachen Statistiken. When alarm systems are established or revised, the configuration is done mostly manually and based on process knowledge and simple statistics. Dabei sind jedoch die Möglichkeiten, Erfahrungen des Betriebspersonals oder Erkenntnisse aus gespeicherten Alarmereignissen zu nutzen sehr begrenzt. However, the ability to use experience of the operating personnel or knowledge from stored alarm events are very limited. Eines der Hauptziele kontinuierlicher Verbesserungsbemühungen ist die Reduzierung der Alarmzahl, insbesondere auch in schwierigen Situationen, beispielsweise unter die von der EEMUA (Engineering Equipment and Materials Users' Association) empfohlenen Grenzen. One of the main goals of continuous improvement efforts is to reduce the number of alarms, especially in difficult situations, for example, by the EEMUA (Engineering Equipment and Materials Users' Association) recommended limits. Es versteht sich, dass trotzdem wesentliche Alarme nicht unterdrückt werden dürfen. It is understood that while significant alarms should not be suppressed.
  • Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung geeignete Einrichtung anzugeben, womit eine weitere Reduzierung der Menge von Alarmen aus Messwerten, Prozessgrößen und/oder Zustandsmeldungen einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses durch verbesserte Nutzung von Erfahrungen aus früheren Alarmereignissen und Prozesszuständen bei der Konfiguration von Alarmsystemen erreichbar ist. On this basis, the invention is based on the object of specifying a method and a device suitable for carrying out device, thus further reducing the amount of alarms from measured values, process variables and / or status messages of a technical plant or a technical process by improved utilization of experience of previous alarm events and process conditions can be reached in the configuration of alarm systems.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Identifikation von Zusammenhängen, auch als Korrelationen bezeichnet, zwischen Alarmmeldungen eines Alarmsystems einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses und/oder Zusammenhänge zwischen solchen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is inventively achieved by a method for the identification of correlations, also referred to as correlations between alarm messages of an alarm system of a technical plant or a technical process and / or relationships between such alarm messages and operating procedures to those given in claim 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in weiteren Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben. Advantageous embodiments and improvements of the inventive method and a device for carrying out the method are specified in further claims and in the description.
  • Mit der Erfindung wird demnach vorgeschlagen, unter Einsatz einer Datenverarbeitungseinrichtung, die Zugriff auf Alarmmeldungen und Bedieneingriffe betreffende historische Daten hat, unter Anwendung von Methoden der Warenkorbanalyse in definierten Zeitintervallen liegende historische Daten als Warenkorb zu behandeln sowie zu analysieren und/oder mittels der Datenverarbeitungseinrichtung, die Zugriff auf Alarmmeldungen und Bedieneingriffe betreffende aufgezeichnete historische Daten hat, aus Korrelationen zwischen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen Qualitätskennzahlen aus dem Verhältnis der jeweiligen Bedieneingriffe vor und nach dem Auftreten der jeweiligen Alarmmeldung zu bilden. With the invention it is proposed, therefore, using a data processing device that provides access to alarms and operator actions has concerned historical data to handle located at defined time intervals using methods of market basket analysis of historical data as a cart and analyzing data and / or by the data processing device has access to alarms and operator actions in question recorded historical data to make quality data from the ratio of the respective operator actions before and after the occurrence of the respective alarm message from correlations between alarm messages and operator actions.
  • Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit der die Aufgabe weiterhin gelöst wird, ist dem Anspruch 8 zu entnehmen. A device for carrying out the method according to the invention with which the object is further achieved is given in the claim. 8
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung umfasst eine Datenverarbeitungseinrichtung, die zur Durchführung von Analysen und Berechnungen zur Ermittlung von Korrelationen zwischen Alarmmeldungen eines Alarmsystems einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses und/oder Korrelationen zwischen solchen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen Hardware- und Software-Mittel enthält, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung The inventive device comprises a data processing device including for carrying out analyzes and calculations for determining correlations between alarm messages of an alarm system of a technical plant or a technical process and / or correlations between such alarm messages and operator actions hardware and software means, wherein the data processing means
    • a) Zugriff auf Alarmmeldungen und Bedieneingriffe betreffende aufgezeichnete historische Daten hat, a) access to alarms and operator actions has concerned recorded historical data,
    • b) unter Anwendung von Methoden der Warenkorbanalyse in definierten Intervallen liegende historische Daten als Warenkorb behandelt und analysiert, und/oder b) using methods of market basket analysis treats lying in defined intervals historical data as a cart and analyzed, and / or
    • c) auf der Grundlage von Ergebnissen aus berechneten Korrelationen zwischen Bedieneingriffen und Alarmmeldungen Qualitätskennwerte ermittelt, die ein Maß dafür sind, inwieweit eine Alarmmeldung einen Bedieneingriff auslöst. c) determines quality parameters on the basis of results from calculated correlations between operator actions and alarms, which are a measure of how an alarm triggers an operator action.
  • Die Datenverarbeitungseinrichtung ist auch dafür vorgesehen, die Ergebnisse der Analysen und Berechnungen zur Anzeige zu bringen. The data processing device is also intended to bring the results of the analyzes and calculations for display.
  • Die weitere Beschreibung der Erfindung und deren Vorteile sowie deren Ausgestaltungen erfolgt nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in Zeichnungsfiguren dargestellt sind. The further description of the invention and its advantages and its embodiments will be given below with reference to embodiments which are illustrated in the drawing figures.
  • Es zeigen: Show it:
  • 1 1 beispielhafte Analyse-Ergebnisse, sowohl für eine Anwendung des APRIORI-Algorithmus, als auch des ECLAT-Algorithmus zur Analyse historischer Alarmmeldungen, exemplary analysis results, both for the application of Apriori algorithm, as well as the ECLAT algorithm for analysis of historical alarm messages,
  • 2 2 eine spezielle Visualisierung zur Untersuchung von Beziehungen zwischen Alarmen, und a special visualization for investigating relationships between alarms, and
  • 3 3 beispielhaft eine Visualisierung der Nähe von Alarmen. example of a visualization near alarms.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine deutliche Reduzierung erforderlicher, also zu konfigurierender Alarme möglich ist, wenn aus den historischen Alarmaufzeichnungen solche Alarme und Alarmsequenzen aufgefunden werden, die sehr häufig zusammen erscheinen. The invention is based on the consideration that a significant reduction of required, so-to-configure alarms is possible if those alarms and alarm sequences are retrieved from the historical alarm records that often appear together. Wenn Zehntausende von Alarmmeldungen je Monat auftreten, ist es schwierig solche Analysen mittels Standardprozeduren und Suchmethoden durchzuführen, da der Untersuchungsraum exponentiell anwächst. When tens of thousands of alarms per month occur, it is difficult such analyzes carried out using standard procedures and search methods as the examination room increases exponentially. Gelingt es beispielsweise herauszufinden, dass Alarm 1, Alarm 2 und Alarm 3 immer zusammen auftreten, könnte man in Erwägung ziehen zwei davon nicht anzuzeigen, da sie für einen Bediener keinen zusätzlichen Wert haben. If it is possible, for example, find that Alarm 1, Alarm 2 and Alarm 3 always occur together, you might want to consider two of them show not because they have no value for an operator. Es könnte auch zweckmäßig sein, Alarm 3 nur dann zu zeigen, wenn zuvor Alarm 1 und Alarm 2 nicht aufgetreten sind. It might also be useful to show Alarm 3 only if previously Alarm 1 and Alarm 2 are not occurred.
  • Aus den Anwendungsgebieten des Data Mining sind beispielsweise die Aufgabe und Lösungstechniken bekannt, aus Millionen von aufgezeichneten Einkaufsfällen solche Produkte herauszufinden, die von Kunden in einem Supermarkt häufig zusammen gekauft werden. From the applications of data mining the task and solution techniques are known, for example, to find out such products from millions of recorded Shopping cases that are frequently purchased by customers at a supermarket along. Dabei benutzte Methoden sind als „association mining” oder „market basket analysis” (Warenkorbanalyse) bekannt. Here used methods are known as "association mining" or "market basket analysis" (market basket analysis) is known.
  • Die Warenkorbanalyse erfordert jedoch abgeschlossene Einheiten, die im Fall der Produktmengen eines jeweiligen Warenkorbs gegeben sind. However, the market basket analysis requires self-contained units that are given in the case of product quantities of each basket. Erfindungsgemäß wird deshalb als ein erster Schritt vorgeschlagen, über einen langen Zeitraum aufgezeichnete Datenströme, die Ereignisse und Alarme betreffen, so zu unterteilen, dass Datenmengen bestimmter Zeitabschnitten zur Analyse vorliegen. According to the invention it is therefore proposed as a first step, affect over a long period recorded data streams, the events and alarms to divide so that data amounts of certain time intervals are present for analysis. Erfolgreiche Analyse-Versuche wurden mit Daten in Zeitperioden durchgeführt, die auf unterschiedliche Weise gebildet wurden: Gemäß einer Variante a wurden Daten in nichtüberlappenden festgelegten Intervallen von beispielsweise 5 bis 20 Minuten Dauer herangezogen. Successful analysis experiments were performed with data in time periods that have been formed in different ways: According to a variant a data used in non-overlapping fixed intervals of, for example 5 to 20 minutes duration. Eine Variante b arbeitet mit überlappenden Intervallen einer festgelegten Länge, jeweils startend mit einem aufgezeichneten eintreffenden Alarm. A variant b operates with overlapping intervals of a fixed length, each starting with a recorded incoming alarm. Bei einer Variante c wird mit Intervallen unterschiedlicher Länge gearbeitet, wobei mindestens eine bestimmte Menge von Alarmen im Intervall enthalten ist. In a variant, c, is carried out at intervals of varying length in which at least a specific amount of alarms is included in the interval.
  • Alarme jedes dieser Intervalle werden als eine Art Warenkorb bei der Anwendung von Algorithmen des sogenannten association mining behandelt, wie beispielsweise des APRIORI-Algorithmus oder ECLAT-Algorithmus. Alarms each of these intervals are used as a kind of basket with the application of algorithms the so-called association mining treated, such as the Apriori algorithm or ECLAT algorithm.
  • 1 1 zeigt als Tabelle beispielhafte Analyse-Ergebnisse, sowohl für eine Anwendung des APRIORI-Algorithmus, als auch des ECLAT-Algorithmus zur Analyse historischer Alarmmeldungen, wobei einige Tausend Alarme aus einer Zwei-Monats-Periode untersucht wurden. shows an exemplary table of analysis results, both for the application of Apriori algorithm, as well as the ECLAT algorithm for analysis of historical alarm messages, wherein a few thousand alarms from a two-month period were examined. Zur Erläuterung, wie die Ergebniszeilen zu interpretieren sind, wird nachstehende Regel herausgegriffen: To explain how the result lines are to be interpreted, usually following is extracted:
    A668 ← A667 A1453 (1.3, 95.4) A668 A667 A1453 ← (1.3, 95.4)
  • Die Alarme A668, A667 und A1453 erscheinen zusammen in 1,3% des analysierten Intervalls, und in 95,4% des Intervalls in welchem A667 und A1453 erscheinen, tritt auch A668 auf. The alarms A668, A667 and A1453 appear together in 1.3% of the analyzed interval, and in 95.4% of the interval appear in which A667 and A1453, A668 also occurs. Während ein gleichzeitiges Erscheinen von A667 und A668 natürlich sein mag, ist das beispielhaft erläuterte Ergebnis eher überraschend und kann zur weiteren Analys bezüglich Alarm A1453 genutzt werden. During simultaneous appearance of A667 and A668 may be, of course, the example explained result is rather surprising and can be used to further analys regarding alarm A1453.
  • In einem zweiten Schritt wird eine in In a second step, an in 2 2 dargestellte spezielle Visualisierung zur Untersuchung von Beziehungen zwischen den Alarmen benutzt. used shown special visualization for investigating relationships between alarms. Dabei ist ein Abschnitt aus der auch Here, a section of which is also 1 1 zugrundeliegenden Zwei-Monats-Periode dargestellt. underlying two-month period shown. Die Visualisierung gemäß The visualization according 2 2 ist im Original eine deutlicher erkennbare farbige Darstellung. is a clearly recognizable color display in the original. Gezeigt ist das Auftreten der Alarme A667, A668, und A1453 in der betrachteten Zeitperiode, woraus das gemeinsame Erscheinen dieser Alarme offensichtlich wird. Shown is the occurrence of the alarms A667, A668, and A1453 in the considered period of time, from which the common appearance of these alarms is obvious. Ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wäre es kaum möglich derartige regelmäßige Zusammenhänge aus Tausenden von Alarmen zu erkennen. Without applying the procedure of the invention, it would be recognized hardly possible such regular relationships from thousands of alarms. Die Visualisierung zeigt allein die hier interessierenden drei Alarme, und basiert auf Ergebnissen der vorausgegangenen statistischen Analyse. The visualization shows only the three interest here, alarms, and is based on results of previous statistical analysis.
  • In In 2 2 wird für jeden an einer Regel beteiligten Alarm (hier A667, 668 und 1453) sein Auftreten in einer Zeitperiode (hier der 61. Beobachtungstag) durch einen senkrechten Strich zum gegebenen Zeitpunkt angezeigt, wobei jedem Alarm ein zur Zeitachse paralleler Streifen zugeordnet ist, um so das zeitlich nahe beieinander liegende Auftreten zu veranschaulichen. is for each participating in a control alarm (here, A667, 668 and 1453) (61 Observation here) appears to be occurring in a time period by a vertical bar at the appropriate time, each alarm is associated to the time axis parallel strips in order so to illustrate the temporally close to each other occurrence. Jeder senkrechte Strich ist halbdurchsichtig gezeichnet, sodass bei häufigem Auftreten desselben Alarms in sehr kurzen Zeitabständen die Färbung deutlicher hervortritt. Each vertical bar is drawn semi-transparent so that the color becomes more pronounced in case of frequent occurrence of the same alarm in very short time intervals.
  • Als möglicher dritter Schritt können in der Visualisierung gemäß As a possible third step, according to the visualization 2 2 bestimmte zeitliche Regionen markiert werden, beispielsweise durch interaktives Ziehen eines Rechteckes mit einem Cursor. certain temporal regions are marked, for example by drawing a rectangle interactive with a cursor. Daraufhin wird eine Vergrößerung des Bildes, auch als Zoom bezeichnet, auf diesen Zeitraum durchgeführt, und in einer gleichzeitig angezeigten Alarmliste, die alle Alarme des betrachteten Zeitabschnitts enthält, werden die Alarme A667, A668, und A1453 fett hervorgehoben. Then, a magnification of the image, also known as zoom, carried out in this period, and in a co displayed alarm list that contains all the alarms of the considered period, the alarms A667, A668, are highlighted in bold and A1453.
  • Auf der Grundlage so gewonnener Kenntnisse über Zusammenhänge zwischen Alarmmeldungen oder zwischen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen können Alarmunterdrückungsregeln formuliert werden, die im Rahmen einer Änderung einer Alarmkonfiguration angewendet werden können, um die Anzahl künftiger Alarmmeldungen zu reduzieren. On the basis of knowledge gained so on correlations between alarm messages or between alarms and operator actions alarm suppression rules can be formulated that can be applied in the context of a change of an alarm configuration to reduce the number of future alarms. Eine solche Regel könnte beispielsweise lauten: unterdrücke Alarm C, wenn Alarm A und Alarm B kurz vorher aufgetreten sind. Such a rule could be something like: suppress Alarm C when Alarm A and Alarm B have occurred shortly before.
  • Vor einer Anwendung solcher Regeln ist eine Überprüfung deren Auswirkungen anhand aufgezeichneter historischer Alarmmeldungen und mittels sogenannter „what-if” Analysen möglich. Prior to the application of such rules a review of their impact on the basis of recorded historical alarm messages and using so-called "what-if" analysis is possible. Anhand einer solchen Überprüfung ist klar und gefahrlos erkennbar, wie sich solche Regeln ausgewirkt hätten, wenn sie schon früher benutzt worden wären. On the basis of such a review is clear and safe to be seen how such rules would be affected if they had already been used earlier. Beispielsweise können die bereits erwähnten KPIs, wie gemäß EEMUA191 vorgeschlagen, berechnet werden, um herauszufinden, welche Verbesserung die gebildeten Regeln im Fall der historischen Alarmmeldungen gebracht hätten. For example, the aforementioned KPIs, as proposed in accordance EEMUA191 be calculated to find out what improvements would have brought the rules formed in the case of historical alarms.
  • Wenn Alarme in Alarmunterdrückungsregeln erscheinen, ist damit eine gewisse Nähe der Alarme definiert. If alarms in alarm suppression rules appear to allow a certain proximity of the alarms is defined. Dies macht es möglich noch andere multivariate statistische Verfahren anzuwenden, womit die Abhängigkeitsstruktur mehrerer Alarme untersucht werden kann. This makes it use other multivariate statistical methods still possible, so the dependence structure of multiple alarms can be examined. Ausgangspunkt ist dabei dieselbe Datenstruktur, die auch für die Generierung der Assoziationsregeln benutzt wurde. The starting point is the same data structure, which was also used for the generation of association rules.
  • 3 3 zeigt beispielhaft eine Visualisierung der Nähe von Alarmen. exemplary showing a visualization near alarms. Eine solche Darstellung von Alarmen ist das Ergebnis einer Anwendung von Methoden der Multidimensionalen Skalierung (MDS). Such a display of alarms is the result of application of methods of multidimensional scaling (MDS). Die Multidimensionale Skalierung zeigt eine umfangreichere Abhängigkeit von Alarmen auf, als nur einen Zusammenhang von zwei Alarmen; The Multidimensional Scaling points to a more comprehensive dependency of alarms than just a relationship of two alarms; so auch wie auch Alarme mit anderen Alarmen, die in anderen Regeln erscheinen, in Zusammenhang stehen. as well as well as alarms with other alarms that appear in other rules related. Ein solches Layout kann dazu genutzt werden, Bündel von Alarmen zu definieren, die zu Gruppen zusammengefasst werden können, oder beispielsweise wenigstens um Prioritäten der Alarme zu ändern. Such a layout can be used to define set of alarms that can be combined into groups, or for example at least to change priorities of alarms.
  • Je nach Prozess oder Anlage kann es auch zweckmäßig sein, neben der Korrelation zwischen verschieden Alarmen auch die Korrelation zwischen Alarmen und Bedieneingriffen zu betrachten. Depending on the process or the system it may also be appropriate in addition to the correlation between different alarms to consider the correlation between alarms and operator actions. Wenn Alarme auf Bedieneingriffe folgen, so kann dies auf Fehler der Anlagenfahrer hinweisen. If alarms follow operator actions, it may indicate failure of the plant operator. Es kann aber auch sein, dass der Alarm falsch konfiguriert ist und erst so spät kommt, dass die notwendigen Bedieneingriffe bereits vorher offensichtlich waren. but it may also be that the alarm is configured incorrectly and comes so late that the necessary operator interventions were previously evident. Wenn auf Alarme mit hoher Wahrscheinlichkeit Bedieneingriffe folgen, so weist dies darauf hin, dass es sich um gut konfigurierte Alarme handelt. If follow alarms with high probability operator actions, so this indicates that it is well-configured alarms.
  • Diese Korrelationen können mit der bereits beschriebenen Warenkorbanalyse berechnet werden, indem jeder Warenkorb sowohl Alarme als auch Bedieneingriffe enthält. These correlations can be calculated using the previously described market basket analysis, by each basket includes both alarms and operator actions. Die Korrelation zwischen Bedieneingriffe und Alarmen sollen für Bediener und Betriebsingenieure angezeigt werden. The correlation between operator actions and alarms to be displayed for operators and plant engineers. Die Korrelationswerte (wie in der vorab genannten Regel) können als Qualitätskennwerte für einzelne Alarme gesehen werden. The correlation values ​​(as in the previously mentioned rule) can be seen as a quality characteristic values ​​for individual alarms.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden jedem Alarm zusätzliche Qualitätskennwerte zugeordnet, beispielsweise die Durchschnittsanzahl von Handlungen in einem bestimmten Intervall vor und nach einem Alarm, sowie eine Durchschnittsanzahl die angibt, wie oft ein Alarm aufgetreten ist, beispielsweise in einer Woche oder in einem Monat. According to an advantageous embodiment each alarm additional quality characteristics are assigned, for example, the mean number of actions at a specified interval before and after an alarm, and an average number indicating how many times an alarm has occurred, for example, in a week or a month.
  • Ein Qualitätskennwert der Alarme mit darauf folgenden Bedieneingriffen verbindet, könnte wie folgt gestaltet sein: combines a quality characteristic of the alarms with subsequent operations, interventions could be designed as follows:
    • • 0 bedeutet, dass ein Alarm keinerlei Wert für die Anlagenfahrer hatte, • 0 means that an alarm had no value for the plant operator,
    • • 1 bedeutet, dass jeder Alarm wertvoll für die Fahrer war, also einem Alarm stets ein Bedieneingriff folgte, • 1 means that any alarm was valuable for the drivers, so an alarm is always followed by an operator action,
    • • ein Wert zwischen 0 und 1 bedeutet, dass dem Alarm teilweise Bedieneingriffe folgten, manchmal aber auch nicht. • a value between 0 and 1 means that the alarm partially followed operator intervention, but sometimes not.
  • Theoretisch sollte jeder Alarm mindestens einen Bedieneingriff auslösen. Theoretically, each alarm should trigger at least one operator action. Mittels einer weiteren Ausgestaltung kann auf der Grundlage historischer Daten ermittelt werden, in welchem Maße ein Alarm einen Bedieneingriff ausgelöst hat. By means of a further embodiment can be determined on the basis of historical data, the extent to which an alarm has been triggered an operating engagement. Dabei wird von einer Liste mit zeitgestempelten Alarmen, sowie einer entsprechenden Liste mit Bedieneingriffen ausgegangen. Here is a list of time-stamped alarms, and has proceeded to a corresponding list of operator actions. Dazu sind nachstehende Schritte geeignet. These following steps are appropriate.
  • 1. Vorfilterung: 1. pre-filtering:
  • In einem Intervall sollte ein Ereignis nur einmal gezählt werden. In an interval an event should be counted only once. Hat ein Alarm in kurzer Zeit mehrfach ausgelöst, wird nur der erste Alarm gezählt. Has an alarm is triggered multiple times in a short time, the first alarm is counted. Bei Bedieneingriffen kann es vorkommen, dass beispielsweise ein Sollwert in mehreren kurz aufeinander folgenden kleinen Bedienschritten eingestellt wird. For operating procedures, it is possible that, for example, a setpoint is set in multiple closely spaced small operating steps. Auch solche Bedieneingriffe werden nur einmal pro Intervall (typischerweise 5 oder 10 Minuten) gezählt. Also, such operator intervention (typically 5 or 10 minutes) is counted only once per interval.
  • 2. Berechnung der Qualitätskennzahl: 2. Calculate the quality score:
    • • Falls ein Alarm keinerlei Effekt hat, bedeutet dies, dass vor dem Alarm ähnlich viele Bedieneingriffe getätigt werden wie nach dem Alarm, • If an alarm has no effect, it means that before the alarm can be made similar number of operator actions such as after the alarm,
    • • wenn ein Alarm Bedieneingriffe auslöst, so lassen sich nach dem Alarm mehr Eingriffe finden wie vor dem Alarm. • if an alarm triggers operator actions, so be after the alarm For more interventions such as before the alarm.
  • Bedieneingriffe werden vor und nach jedem Alarm für ein bestimmtes Intervall (z. B. 10 Minuten) gezählt. Operator actions are counted before and after each alarm for a given interval (for. Example, 10 minutes). Eine Option besteht darin, die Handlungen je nach Abstand zu dem Alarm zu gewichten, beispielsweise mit exp(–a·t), mit einer geeignet gewählten Konstante a. One option is to weight the actions depending on the distance to the alarm, for example, exp (-a · t), with a suitably selected constant a. Eine entsprechende Vorfilterung ist dabei wichtig. A corresponding pre-filtering is important. Wenn dem Bedieneingriff keine Alarmmeldung vorausgeht, wird der Wert auf 0.1 gesetzt. When the operator action is not preceded alarm, the value is set to 0.1.
  • Wenn d1 und d2 gewichtete Alarmzahlen vor bzw. nach dem Bedieneingriff sind, kann eine geeignete Transformation zur Bildung eines Qualitätswertes genutzt werden. When d1 and d2 weighted alarm numbers are before or after the operator action, a suitable transformation to form a quality value can be used. Ein Beispiel wäre eine Sigmoid-Funktion. An example would be a sigmoid function. Das ist der Ausdruck 1/(+exp(1 – d)) wenn d >= 1 und 0.5·d sonst, wobei d = d2/d1 ist. This is the expression 1 / (exp + (1 - d)) if d> = 1 and 0.5 · d otherwise, wherein d = d2 / d1. Andere Ausdrucksformen sind möglich, wenn ein mehr oder weniger großer Einfluss auf den Qualitätswert gewünscht wird. Other expressions are possible if a greater or lesser effect is desired on the quality value.
  • 3. Nutzung der Qualitätskennzahl zur Verbesserung der Mensch-Maschine-Schnittstelle: 3. Use of the quality score to improve the human-machine interface:
    • a. a. Entfernung von Alarmen mit niedriger Qualitätskennzahl. Distance alarms low quality score. Solche Alarme sollten von einem Leittechniker überprüft und gegebenenfalls entfernt werden. Such alarms should be checked by a control technician and possibly removed. Die Qualitätskennzahl hilft Leittechnikern sich auf Schwachstellen zu konzentrieren wodurch der Konfigurationsänderungsprozess beschleunigt wird im Vergleich zu einer Überprüfung aller konfigurierten Alarme. The quality score helps Leittechnikern to focus on vulnerabilities so that the configuration change process is accelerated in comparison to a review of all configured alarms.
    • b. b. Direkte Anzeige der Qualitätskennzahl als Information für Bediener. Direct display of quality score as information for users.
    • c. c. Hervorheben von Alarmen/Signalen mit hoher Qualitätskennzahl. Highlighting of alarms / signals with high quality code. Beispielsweise durch For example, by
    • i. i. Darstellen einer speziellen Alarmliste, die allein Alarme mit hoher Qualitätskennzahl enthält, Represent a special alarm list containing only alarms having a high quality score,
    • ii. ii. Ein spezielles akustisches Signal geben, wenn ein solcher Alarm eintritt, und give a special acoustic signal when such an alarm occurs, and
    • iii. iii. Eine spezielle Anzeige, die Trends für die wichtigsten Alarme aufzeigt, oder die betroffenen Signale in einer Massen-Datenanzeige hervorheben. highlight a special that shows trends for the most important alarms, or the signals involved in a mass data display.
  • Eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist Hardware- und Software-Mittel zur Durchführung der erläuterten Analysen und Berechnungen auf, sowie zur Anzeige der Ergebnisse und zur Durchführung einer Überprü fung der Auswirkung von Regeln, die auf der Grundlage der Erkenntnisse aus Analyse-Ergebnissen gebildet wurden. A data processing device for performing the method comprises hardware and software means for performing the analyzes and calculations described, and to display the results and conduct Überprü fung the effect of rules that have been formed on the basis of the findings of analysis results ,
  • Die Datenverarbeitungseinrichtung hat Zugriff auf Alarmmeldungen und Bedieneingriffe betreffende aufgezeichnete historische Daten, weiterhin ist die Datenverarbeitungseinrichtung dafür vorgesehen, unter Anwendung von Methoden der Warenkorbanalyse in definierten Intervallen liegende historische Daten als Warenkorb zu behandeln und zu analysieren und/oder auf der Grundlage von Ergebnissen aus berechneten Korrelationen zwischen Bedieneingriffen und Alarmmeldungen Qualitätskennwerte zu ermitteln, die ein Maß dafür sind, inwieweit eine Alarmmeldung einen Bedieneingriff auslöst. The data processing device has access to alarms and operator actions in question recorded historical data, further data processing device is intended to treat lying at defined intervals using methods of market basket analysis of historical data as a shopping cart and analyzing data and / or calculated on the basis of results from correlations to determine between operator actions and alarms quality parameters, which are a measure of how an alarm triggers an operator action.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Identifikation von Korrelationen zwischen Alarmmeldungen eines Alarmsystems einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses und/oder Korrelationen zwischen solchen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen, unter Einsatz einer Datenverarbeitungseinrichtung, die Zugriff auf Alarmmeldungen, und Bedieneingriffe betreffende aufgezeichnete historische Daten hat, wobei – unter Anwendung von Methoden der Warenkorbanalyse in definierten Intervallen liegende historische Daten als Warenkorb behandelt und analysiert werden, und/oder – mittels der Datenverarbeitungseinrichtung, die Zugriff auf Alarmmeldungen, und Bedieneingriffe betreffende aufgezeichnete historische Daten hat, aus Korrelationen zwischen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen Qualitätskennzahlen aus dem Verhältnis der jeweiligen Bedieneingriffe vor und nach dem Auftreten der jeweiligen Alarmmeldung gebildet wird. Methods for identifying correlations between alarms of an alarm system of a technical installation or a technical process and / or correlations between such alarm messages and operator actions, using a data processing device that provides access to alarms and operator actions has concerned recorded historical data, - using methods the market basket analysis lies at defined intervals, historical data is treated as a cart and analyzed, and / or - before using the data processing device that provides access to alarms and operator actions has concerned recorded historical data from correlations between alarm messages and operator actions quality indicators from the ratio of the respective operator actions and is formed after the occurrence of the respective alarm.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ergebnisse der Analyse zur Anzeige gebracht werden. The method of claim 1, characterized in that the results of the analysis are displayed.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Intervalle gebildet werden durch Unterteilung der aufgezeichneten Daten in nicht überlappende Perioden einer festgelegten Dauer, oder in zeitlich überlappende Perioden einer festgelegten Dauer, die jeweils mit einem aufgezeichneten Alarm beginnt, oder in Intervalle unterschiedlicher Dauer, jeweils eine festgelegte Anzahl von Alarmmeldungen enthaltend. The method of claim 1 or 2, characterized in that the intervals are formed by dividing the recorded data into non-overlapping periods of a fixed duration, or in temporally overlapping periods of a fixed duration, which begins with a recorded alarm, or in intervals of different duration , in each case a fixed number of alarm messages containing.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der historischen Daten unter Verwendung des APRIORI-Algorithmus oder ECLAT-Algorithmus durchgeführt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis of historical data using the Apriori algorithm or ECLAT algorithm is performed.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Definition von Alarmunterdrückungsregeln auf der Grundlage der Analyseergebnisse, mittels der Datenverarbeitungseinrichtung eine programmgesteuerte Überprüfung der Auswirkungen der definierten Regeln durchgeführt wird, wobei geprüft wird, welche Wirkungen die Regeln im Fall der aufgezeichneten Daten gehabt hätten, insbesondere welche Reduzierung der Anzahl von Alarmmeldungen sich ergeben hätte. Method according to one of the preceding claims, characterized in that for a definition of alarm suppression rules on the basis of the analysis results, a program-controlled review of the effects of the defined rules being tested is carried out by means of the data processing device, had any effects the rules in the case of the recorded data would, in particular that reducing the number of alarms would have applied.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage von Ergebnissen aus ermittelten Korrelationen zwischen Bedieneingriffen und Alarmmeldungen Qualitätskennwerte ermittelt werden, die ein Maß dafür sind, inwieweit eine Alarmmeldung einen Bedieneingriff auslöst. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the quality parameters are calculated on the basis of results determined from correlations between operating procedures and alarm messages, which are a measure of the extent to which an alarm signal triggers an operator action.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung eines Qualitätskennwerts in nachstehenden Schritten erfolgt: d) Durchführung einer Vorfilterung der historischen Daten, wobei kurzzeitig nacheinander auftretende Alarmmeldungen als eine Alarmmeldung und kurzzeitig aufeinander folgende Bedieneingriffe als ein Bedieneingriff gezählt werden, und e) Berechnung einer Qualitätskennzahl, die davon abhängt, ob eine Alarmmeldung einen Bedieneingriff auslöst. A method according to claim 5, characterized in that the formation of a quality characteristic value is carried out through the following steps: d) performing a pre-filtering of the historical data, briefly successively occurring alarm messages as an alarm message and briefly successive operator actions will be counted as an operation procedure, and e) calculation a quality score that depends on whether an alarm triggers an operator action.
  8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenverarbeitungseinrichtung vorhanden ist, die Hardware- und Software-Mittel enthält zur Durchführung von Analysen und Berechnungen zur Ermittlung von Korrelationen zwischen Alarmmeldungen eines Alarmsystems einer technischen Anlage oder eines technischen Prozesses und/oder Korrelationen zwischen solchen Alarmmeldungen und Bedieneingriffen, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung f) Zugriff auf Alarmmeldungen und Bedieneingriffe betreffende aufgezeichnete historische Daten hat, g) unter Anwendung von Methoden der Warenkorbanalyse in definierten Intervallen liegende historische Daten als Warenkorb behandelt und analysiert, und/oder h) auf der Grundlage von Ergebnissen aus berechneten Korrelationen zwischen Bedieneingriffen und Alarmmeldungen Qualitätskennwerte ermittelt, die ein Maß dafür sind, inwieweit eine Alarmmeldung einen Bedieneingriff auslöst. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that a data processing device is available, the hardware and software includes means for carrying out analyzes and calculations to determine correlations between alarm messages of an alarm system of a technical plant or a technical process and / or correlations between such alarm messages and operating procedures, wherein the data processing means f) access to alarms and operator intervention is concerned recorded historical data, g) located at defined intervals using methods of the basket analysis historical data treated as a basket and analyzed, and / or h) determined quality parameters on the basis of results from calculated correlations between operator actions and alarms, which are a measure of how an alarm triggers an operator action.
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